کار با آهن و یادگیری ساخت ابزارهای مختلف با آن به حدود شش هزار سال پیش برمی‌گردد. اگرچه چند هزار سال طول کشید تا این عنصر فوق‌العاده رایج به مهم‌ترین نقش خود یعنی تبدیل شدن به فولاد دست یابد. فولاد در کاربردهای مکانیکی و الکتریکی، مصالح آهنی ساختمان، قطعات فلزی صنعتی، تجهیزات پالایشگاهی، صنعت پیچ سازی و ساخت ابزارآلات استفاده می‌شود. با توجه به تنوع بسیار زیاد آن، تصمیم‌گیری در مورد نوع فولاد مورد استفاده می‌تواند گیج‌کننده باشد. به همین دلیل است که ما می‌خواهیم در این مقاله بررسی کنیم که فولاد چیست، انواع آن را بررسی کنیم و کاربرد هر کدام را بیان کنیم. پس تا انتهاب این مقاله با ما همراه باشید.
فولاد چیست؟
فولاد یک آلیاژ آهن است، به این معنی که اساساً از آهن و عناصر دیگر مانند کربن، منگنز، فسفر، گوگرد، نیکل، کروم و سایر عناصر تشکیل شده است. با یک یا چند فلز آلیاژی ترکیب می‌شود تا مواد جدیدی با خواص منحصربه‌فرد تولید شود. سه طبقه‌بندی اصلی برای فولاد وجود دارد و هر کدام هم چندین زیرگروه دارند که اهداف متفاوتی را دنبال می‌کنند. خواص فولاد بسته به عناصری که آهن با آن ترکیب می‌شود و همچنین روش‌هایی که برای گرم کردن و خنک کردن فلز استفاده می‌کنند، متغیر خواهد بود.
انواع فولاد کدامند؟
فولادها بر اساس ترکیبات آنها طبقه‌بندی می‌شوند. سه نوع اصلی فولاد عبارتند از:
۱- فولاد کربنی
تمام فولادها حاوی کربن هستند، اما فولاد کربنی به دلیل عدم وجود عناصر دیگر در ترکیب آن منحصربه‌فرد است. اگرچه فقط ۲٪ یا کمتر کربن دارد، ماهیت عنصری آن فولاد کربنی را به ماده‌ای قوی و بادوام تبدیل می‌کند که برای استفاده‌های متعدد ایده‌آل است. یکی از متداول‌ترین محصولاتی که از فولاد کربنی ساخته می‌شود، میلگرد است. شما می‌توانید برای مشاهده قیمت میلگرد ساده روی لینک درج شده کلیک کنید. در ادامه انواع فولادهای کربنی را معرفی خواهیم کرد:
فولاد کم‌کربن
اگر می‌خواهید بدانید که رایج‌ترین و کم‌هزینه‌ترین نوع فولاد چیست، پاسختان فولاد کم‌کربن خواهد بود. فولاد کم کربن قبل از استفاده تحت عملیات حرارتی قرار نمی‌گیرد و معمولا برای ساخت اجزای فلزی ساختمان، لوله، قوطی ،باکس فلزی، ادوات و ماشین‌آلات کشاورزی، میلگرد ترانس و نوار ورقی فولادی به کار می‌رود. همچنین برای تولید قطعات مکانیکی که به استحکام پایین نیاز دارند، از فولاد کم کربن استفاده می‌شود.
فولاد با کربن متوسط
این نوع فولاد حاوی کربن با حجم ۰.۳۱٪ تا ۰.۶۰٪ است که به آن استحکام بالاتر و عملکرد پردازش حرارتی و برشی خوبی می‌دهد. این نوع فولاد شکل‌پذیری کمتری دارد و عملکرد جوشکاری آن ضعیف است. برای جوشکاری فولاد کربن متوسط ،باید از الکترودهای قلیایی مقاوم در برابر ترک استفاده گردد. کاربرد این نوع فولاد معمولاً در چرخ‌دنده‌ها، غلتک‌ها، میل لنگ و قطعاتی که سطح آنها سایش کمتری دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فولاد پرکربن
سخت‌ترین نوع فولاد کربنی دارای بیش از ۰٫۶۱ درصد کربن است. فولاد پر کربن سخت‌تر و قوی‌تر است و اغلب برای تولید فنرها، ابزارهای برش تیز مانند تیغه‌ها استفاده می‌شود. وجود مقادیر کمی کروم یا نیکل برای فولاد پر کربن غیرمعمول نیست و ممکن است در آن دیده شوند. فولاد پرکربن نیز در جوشکاری عملکرد ضعیفی دارد.
۲- فولاد ضد زنگ
احتمالاً نام فولاد ضد زنگ را شنیده‌اید اما نمی‌دانید کاربرد این فولاد چیست. فولاد ضد زنگ معمولاً به دلیل نقش خود در تولید تجهیزات و لوازم پزشکی شناخته می‌شود، اما دامنه استفاده از آن به‌مراتب بیشتر است. آلیاژی که فولاد ضد زنگ را متمایز می‌سازد و به آن درخشش می‌بخشد، کروم نام دارد. انواع فولاد ضد زنگ عبارتند از:
آلیاژهای مارتنزیتی
سرسختی مشخصه بارز آلیاژهای مارتنزیتی است، اما آنها مستعد خوردگی هستند. این نوع فولادها در ابزار پزشکی، کارد و چنگال و انبردست یافت می‌شوند.
آلیاژهای فریتی
این‌ها فولادهای ارزان‌قیمت با مقادیر کم کربن و نیکل هستند و به دلیل استحکام و درخشندگی ناشی از کروم، در ساخت خودرو کاربرد دارند.
آلیاژهای آستنیتی
آلیاژهای آستنیتی دارای محتوای کروم و نیکل بالاتری هستند که مقاومت آنها در برابر خوردگی را بهبود می‌بخشد و باعث غیر مغناطیسی شدن آنها می‌شود. این نوع آلیاژها در لوازم آشپزخانه تجاری وجود دارند و محبوب هستند. چون بادوام هستند و تمیز کردن آنها آسان است.
آلیاژهای دوبلکس
ترکیبی از آلیاژهای آستنیتی و فریتی منجر به آلیاژ دوبلکس می‌شود که خواص هر دو را به ارث می‌برد و در عین حال استحکام را دو برابر می‌کند. همچنین به دلیل محتوای نسبتاً بالای کروم، آنها انعطاف‌پذیر و در برابر خوردگی مقاوم هستند.
اما کاربرد فولادهای ضد زنگ چیست؟ انواع فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و استحکام، در انواع کاربردهای ساختمانی و همچنین عملکردهای ذخیره‌سازی مواد ساختمانی خطرناک مورد توجه قرار می‌گیرند.
۳- فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی شامل آهن ذوب‌شده با چندین عنصر دیگر است که هر کدام ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود را در محصول نهایی اعمال می‌کنند. فولاد آلیاژی شامل طیف متنوعی از آلیاژها با خواص متفاوت است. برای مثال، صنایع هوافضا و قطعات صنعتی خاص، تجهیزات پالایشگاهی از آلیاژ پیچیده‌ای استفاده می‌کنند که چندین عنصر را برای تولید محصولی بادوام و ماندگار در برمی‌‌گیرند.
فولاد، آلیاژی پرکاربرد و حیاتی است که تکنولوژی ساخت و تنوع آن روز‌به‌روز در حال پیشرفت و دگرگونی است. جالب است بدانید با افزودن عناصری دیگر به ساختار فولاد، می‌توان خواص آن را تا حدی تغییر داد و ویژگی‌هایی مانند ثبات در دماهای بالا و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و ساییدگی در آن ایجاد کرد. محصولی که با این روش و درکوره‌های بلند آلیاژسازی به دست می‌آید را فولاد آلیاژی می‌نامند.
در ادامه به این سؤال پاسخ می‌دهیم که رایج‌ترین آلیاژهای فولاد چیست و شرکت آذر گستر سدید که تولید میلگرد صنعتی را در دستور کار دارد، کدام محصولات فولادی را ارائه می‌کند.
میلگرد ساده A1
وزن کمی دارد و در برابر حرارت مقاوم است. این میلگرد انعطاف‌پذیر بوده و کار با آن آسان است. از این میلگرد اغلب در ساخت قطعات فلزی صنعتی و صنعت پیچ مهره آهنی استفاده می شود.
فولاد آلیاژ CK45
یکی از متداول‌ترین و پرمصرف‌ترین نوع فولاد آلیاژی، فولاد CK45 نام دارد. کاربرد فولاد CK45 در کارهای سرد، یکنواخت‌سازی، آب‌دهی و همچنین تولید قطعاتی که در معرض تنش‌های متوسط قرار می گیرند، است.
فولاد آلیاژ MO40
فولاد آلیاژ MO40 به طور کل برای ساخت قطعات و ابزارهای صنعتی که تحت فشار یا ضربه و حرارت بالا قرار می‌گیرند، استفاده می‌شود. این فولاد در دسته آلیاژهای کم کربن قرار می‌گیرد و از توان کششی و مقاومت بسیار بالایی برخوردار است.
فولاد آلیاژ VCN
فولاد VCN هم که یکی از انواع فولاد است، به دو دسته ی اصلی و پرکاربرد VCN200 و VCN150 تقسیم می‌شود. از این آلیاژ در مواردی استفاده می‌شود که نیاز مبرمی به آبکاری وجود نداشته باشد. این فولاد از دسته فولادهایی است که قابل عملیات حرارتی برای ساخت قطعات دارد و در وسایلی استفاده می‌شود که تحت بارگذاری های شدید کششی، خمشی و پیچشی هستند.
فولاد آلیاژ ST37
فولاد مشهور و پرکاربرد ST37، این آلیاژ زیر مجموعه فولادهای نرم کم کربن قرار می‌گیرد. این نوع فولاد می‌تواند به شکل‌های مختلفی به‌صورت ورق، میلگرد، تیرآهن، نبشی و انواع لوله به کار گرفته شود. میلگرد ST37 دارای خواص مکانیکی و عمر بالایی است. این محصول در صنایع ساختمان سازی و راه‌سازی، قطعات صنعتی، قطعات ماشین، سازه‌های فلزی، کشتی‌سازی، ساخت لوله و قطعاتی مانند پیچ و مهره و میله کاربرد فراوان دارد.
فولاد آلیاژ ST52
فولاد St52 با نام فولاد منگنز کم‌کربن نیز شناخته می‌شود. این نوع فولاد زیر مجموعه فولادهای کم‌کربن آلیاژی هستند. کاربرد وسیع این فولاد در صنایع بالا دستی و مادر باعث شده که با نام زیربنایی و ساختاری شناخته شود. این فولاد مانند آلیاژ ST37 به شکل‌های مختلفی تولید شده و در صنایع گوناگون استفاده می گردد.
میلگرد فولادی با این جنس که به میلگرد صنعتی نیز معروف است، در صنعت ساختمان‌سازی کاربرد فراوان دارد. استحکام میلگرد فولادی ST52 از نوع ST37 به مراتب بالاتر است. در سازه هایی که نیاز به استحکام بالا باشند و همچنین در کاربردهای حساس و صنعتی از این نوع فولاد استفاده می‌شود. فولاد ST52 که به صورت میلگرد تولید می شود در اصطلاح بازار شفت گفته می شود و برای ساخت قطعات صنعتی مانند چرخ دننده و قطعات هیدرولیکی و ماشین‌سازی استفاده می شود. ورق ST52 در ساخت شاسی و قطعات خودروهای سنگین کاربرد دارد.
سخن پایانی
در این مقاله به بررسی این موضوع پرداختیم که فولاد آلیاژی چیست و انواع و کاربردهای فولاد را مرور کردیم. در مقالات بعدی در مورد هر کدام از آلیاژها و عناصر تشکیل دهنده و استاندارها و مقایسه آنها با هم صحبت خواهیم کرد. شما می‌توانید فولاد را که مطابق با نیاز، به اشکال مختلف در‌می‌آید را در همه جا ببینید.
فولاد جزء ضروری بسیاری از مصالح ساختمانی، قطعات صنعتی، لوازم‌خانگی و حتی تولید ابزارهایی است که برای ساخت قطعات صنعتی و ابزار از آن استفاده می‌شود. با ترکیب عناصر مناسب، انواع مختلف فولاد تقریباً برای هر کاربردی در دسترس هستند. استفاده از فولاد تاریخچه‌ای طولانی دارد و با کشف راه‌های جدید برای ترکیب عناصر، در آینده نیز ادامه خواهد داشت.
